Danfoss AHF 005, AHF 010, FC 102, FC 103, FC 202 Design guide [ru]

...

ENGINEERING TOMORROW

Руководство по проектированию

VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010

VLT® HVAC Drive FC 102 • VLT® Refrigeration Drive FC 103 VLT® AQUA Drive FC 202 • VLT® AutomationDrive FC 301/302

www.DanfossDrives.com

Оглавление Руководство по проектированию

Оглавление

1 Введение

1.1 Цель «Руководства по проектированию»

1.2 Версия документа

1.3 Назначение устройства

1.4 Сокращения, символы и условные обозначения

1.4.1 Сокращения 4

1.4.2 Условные обозначения 5

1.5 Разрешения и сертификаты

1.5.1 Соответствие требованиям CE и маркировка CE 5

1.5.2 Маркировка CE 6

1.5.2.1 Директива по низковольтному оборудованию 6

1.5.2.2 Директива по электромагнитной совместимости 6

1.5.2.3 Директива о машинном оборудовании 6

1.5.2.4 Директива ErP 7

1.5.3 Соответствие техническим условиям UL 7

1.6 Техника безопасности

1.6.1 Общие принципы техники безопасности 7

1.6.2 Квалифицированный персонал 7

2 Введение в гармоники и их их подавление

2.1 Гармоники и их подавление

2.1.1 Линейные нагрузки 10

2.1.2 Нелинейные нагрузки 11

2.1.3 Влияние гармоник в системе распределения мощности 12

2.2 Стандарты и требования к подавлению гармоник

2.2.1 Требования конкретных применений 13

2.2.2 Стандарты подавления гармоник 13

2.3 Подавление гармоник

3 Основной принцип работы AHF

3.1 Принцип работы

3.1.1 Коэффициент мощности 17

3.1.2 Емкостные токи 18

3.2 Энергоэффективность

4 Требования к монтажу

4.1 Механический монтаж

4.1.1 Требование по технике безопасности для механического оборудования 19

4.1.2 Требования к монтажу 21

4.1.3 Рекомендации по установке в промышленных корпусах 21

Оглавление

VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010

4.1.4 Требования к вентиляции и охлаждению 21

4.1.4.1 Требования в отношении IP20 и IP21/NEMA 1 22

4.2 Электрический монтаж

4.2.1 Клеммы – краткий обзор 24

4.2.1.1 Клеммы для разъединителя конденсаторов 24

4.2.2 Проводные подключения 26

4.2.3 Защита от перегрева 26

4.2.3.1 Программирование цифровых входов для защиты от перегрева 27

5 Выбор фильтра Advanced Harmonic Filter

5.1 Выбор правильного AHF

5.1.1 Как правильно рассчитать размер фильтра 28

5.1.2 Пример расчета 28

5.1.3 Повышение напряжения 28

5.2 Таблицы для помощи в выборе

5.2.1 Контакторы разъединения конденсаторов 40

5.2.1.1 Контакторы других производителей (не Danfoss) 40

5.3 Принадлежности

5.3.1 Комплект переоборудования до IP21/NEMA 1 41

5.3.1.1 Комплект переоборудования до IP21/NEMA 1 без встроенной схемы разъединения конденсаторов 42

5.3.1.2 Комплект переоборудования до IP21/NEMA 1 со встроенной схемой разъединения конденсаторов 43

5.3.2 Задняя панель для IP20 и IP21 47

6 Программирование

6.1 Описание параметров

7 Технические характеристики

7.1 Общие технические требования

7.2 Внешние условия

7.3 Потеря мощности и уровень акустического шума

7.4 Габаритные и присоединительные размеры

7.4.1 Характеристики клемм 77

7.4.2 Корпуса IP20 82

7.4.3 Корпуса IP21 98

7.4.4 Размеры задней панели 106

7.5 Предохранители

8 Запасные части

108

111

8.1 Таблицы для помощи в выборе

8.1.1 Комплекты конденсаторов для версий 01 и 02 112

112

Оглавление Руководство по проектированию

8.1.2 Комплекты конденсаторов для версии 03 115

8.1.3 Клеммы 118

8.1.4 Вентиляторы и принадлежности для вентиляторов для версий 01 и 02 121

8.1.5 Вентиляторы и принадлежности для вентиляторов для версии 03 123

8.1.6 Предохранители и принадлежности для них 134

9 Приложение

9.1 Энергоэффективность

9.1.1 Введение в энергоэффективность 136

9.1.2 Классы IE и IES 137

9.1.3 Данные потерь мощности и данные энергоэффективности 137

9.1.4 Потери и КПД двигателя 138

9.1.5 Потери и энергоэффективность системы силового привода 138

9.1.6 Потери и энергоэффективность системы силового привода с установленным фильтром 138

9.1.6.1 Пример расчета 139

Алфавитный указатель

136

141

Введение

VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010

1 Введение

1.1 Цель «Руководства по проектированию»

Фильтр VLT

Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010 предназначен для использования со следующими преобразователями частоты:

В этом руководстве по проектированию представлены важные аспекты использования фильтров VLT® Advanced

Harmonic Filter AHF 005/AHF 010 (далее AHF) с преобразователями частоты серии VLT® FC. В

руководстве приведено описание гармоник и способов

VLT® HVAC Drive FC 102

•

VLT® Refrigeration Drive FC 103

•

VLT® AQUA Drive FC 202

•

VLT® AutomationDrive FC 301/FC 302

•

их устранения, а также содержатся указания по монтажу и инструкции по программированию преобразователя частоты.

Технические данные и информация об условиях

1.4 Сокращения, символы и условные

обозначения

1.4.1 Сокращения

подключения указаны на паспортной табличке и приведены в документации. Всегда соблюдайте рекомендации и инструкции, изложенные в этом документе.

Техническая документация компании Danfoss также представлена в Интернете по адресу www.danfoss.com.

1.2 Версия документа

Это руководство регулярно пересматривается и обновляется. Все предложения по его улучшению будут приняты и рассмотрены.

Версия документа показана в Таблица 1.1.

Редакция Комментарии

Запуск в производство AHF версии 03:

Реализовано регулирование скорости вентилятора.

M00108xx

Таблица 1.1 Версия документа

Назначение устройства

1.3

Фильтры предназначены для установки в электрических системах или машинах. При установке в машинах ввод фильтров в эксплуатацию (то есть запуск в работу в соответствии с инструкциями) запрещен до тех пор, пока не будет доказано, что машина соответствует требованиям Директивы о машинном оборудовании 2006/42/EC. Соблюдайте требования EN 60204.

Оптимизирована механическая часть.

Подъемные проушины по средним линиям,

начиная с корпуса X3.

°C °F

A Ампер AC Переменный ток Усовершенствованный фильтр гармоник AHF AWG Американский сортамент

CDM Комплектный модуль привода DC Постоянный ток DPF Коэффициент фазового сдвига ЭМС Электромагнитная

M,N

FC Преобразователь частоты g Ускорение силы тяжести HCS Программное обеспечение для

M,N

INV

Гц Герц кГц Килогерц кВАр Киловольт-ампер реактивный LCP Панель местного управления м Метр мА Миллиампер MCT Служебная программа

мГ Миллигенри (индуктивность) мин Минута мс Миллисекунда нФ Нанофарад Н·м Ньютон-метры P Активная мощность PCC Общая точка нескольких

Градусы Цельсия Градусы Фаренгейта

Усовершенствованный фильтр гармоник

проводов

совместимость Номинальная частота двигателя

расчета гармоник Номинальный ток двигателя Номинальный выходной ток инвертора

управления движением

присоединений

Введение Руководство по проектированию

PDS Система силового привода PELV Защитное сверхнизкое

напряжение PF Коэффициент мощности P

M,N

PWHD Частичный взвешенный

Q Реактивная мощность R

SCE

об/мин Число оборотов в минуту S Полная мощность с Секунда TDD Общее искажение при

THD Общее гармоническое

THDi Общее гармоническое

THDv Общее гармоническое

TPF Коэффициент активной

M,N

В Вольт

Таблица 1.2 Сокращения

Номинальная мощность

двигателя

коэффициент гармонических

искажений

Коэффициент короткого

замыкания

потреблении

искажение

искажение тока

искажение напряжения

мощности

Номинальное напряжение

двигателя

1.4.2 Условные обозначения

1.4.3 Символы безопасности

В этом руководстве используются следующие символы:

ВНИМАНИЕ!

Указывает на потенциально опасную ситуацию, при которой существует риск летального исхода или серьезных травм.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Указывает на потенциально опасную ситуацию, при которой существует риск получения незначительных травм или травм средней тяжести. Также может использоваться для обозначения потенциально небезопасных действий.

УВЕДОМЛЕНИЕ

Указывает на важную информацию, в том числе о такой ситуации, которая может привести к повреждению оборудования или другой собственности.

1.5 Разрешения и сертификаты

Фильтры VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010 разрабатываются в соответствии с требованиями описанных в этом разделе директив.

Имеются и другие разрешения и сертификаты. Обратитесь к партнеру Danfoss в вашем регионе.

1 1

Нумерованные списки обозначают процедуры.

Маркированные списки указывают на другую информацию и описания иллюстраций.

Текст, выделенный курсивом, обозначает:

перекрестную ссылку

•

ссылку

•

сноску

•

название параметра

•

название группы параметров

•

значение параметра.

•

Все размеры на чертежах даны в мм (дюймах).

* указывает значение по умолчанию для параметра.

1.5.1 Соответствие требованиям CE и маркировка CE

Что такое соответствие требованиям CE и маркировка CE?

Целью маркировки СЕ является устранение технических препятствий при движении товаров внутри Европейской ассоциации свободной торговли (ЕАСТ) и Европейского союза (ЕС). ЕС ввел знак СЕ как простой способ показать, что изделие удовлетворяет требованиям соответствующих директив и стандартов ЕС. Знак СЕ ничего не говорит о технических условиях или качестве изделия.

Введение

VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010

1.5.2 Маркировка CE

1.5.2.2 Директива по электромагнитной

совместимости

Цель директивы по электромагнитной совместимости (ЭМС) — уменьшить электромагнитные помехи и

Рисунок 1.1 CE

Маркировка CE (Communauté Européenne) указывает, что производитель продукта выполнил все применимые директивы ЕС. Директивы ЕС, применимые к конструкции и изготовлению преобразователей частоты, перечислены в Таблица 1.3.

УВЕДОМЛЕНИЕ

Маркировка СЕ не определяет качество изделия. По маркировке CE нельзя определить технические характеристики.

Директива EU Версия

Директива по низковольтному оборудованию 2014/35/EU Директива по электромагнитной совместимости 2014/30/EU

Директива о машинном оборудовании Директива ErP 2009/125/EC Директива ATEX 2014/34/EU Директива RoHS 2011/65/EU

Таблица 1.3 Директивы ЕС, применимые к преобразователям частоты

1) Соответствие требованиям директивы о машинном

оборудовании требуется только для преобразователей

частоты с интегрированными защитными функциями.

Декларации соответствия доступны по запросу.

1.5.2.1 Директива по низковольтному оборудованию

В соответствии с директивой по низковольтному оборудованию, вступившей в действие 20 апреля 2016 г., преобразователи частоты должны иметь маркировку знаком СЕ. Директива по низковольтному оборудованию относится ко всему электрическому оборудованию, в котором используются напряжения в диапазонах 50– 1000 В перем. тока или 75–1500 В пост. тока.

Цель директивы – обеспечить безопасность людей и исключить повреждение имущества при работе электрооборудования при условии, что оборудование правильно установлено и обслуживается, а также эксплуатируется согласно своему целевому предназначению.

2006/42/EC

улучшить устойчивость электрооборудования и установок к таким помехам. Базовое требование по защите из директивы по электромагнитной совместимости состоит в том, что устройства, которые создают электромагнитные помехи (ЭП) или на работу которых могут влиять ЭП, должны конструироваться таким образом, чтобы ограничить создаваемые электромагнитные помехи. Устройства должны иметь приемлемый уровень устойчивости к ЭМП при условии правильной установки и обслуживания, а также использования по назначению.

На устройствах, используемых по отдельности или в составе системы, должна быть маркировка CE. Системы не обязательно должны иметь маркировку CE, однако должны соответствовать основным требованиям по защите, изложенным в директиве по ЭМС.

1.5.2.3 Директива о машинном оборудовании

Цель директивы о машинном оборудовании – обеспечить безопасность людей и исключить повреждение имущества при использовании механического оборудования согласно его целевому предназначению. Директива о машинном оборудовании относится к машинам, состоящим из набора соединенных между собой компонентов или устройств, как минимум одно из которых способно физически двигаться.

Преобразователи частоты с интегрированными функциями безопасности должны отвечать требованиям директивы о машинном оборудовании. Преобразователи частоты без функции безопасности не подпадают под действие этой директивы. Если преобразователь частоты входит состав системы механизмов, Danfoss может предоставить информацию по вопросам безопасности, связанным с преобразователем частоты.

В случае использования преобразователей частоты в машинах, в которых имеется хотя бы одна движущаяся часть, изготовитель машины должен представить декларацию, подтверждающую соответствие всем уместным законодательным нормам и мерам предосторожности.

Введение Руководство по проектированию

1.5.2.4 Директива ErP

Директива ErP — это европейская директива по экологичному дизайну для связанных с энергетикой изделий. Директива задает требования экологичного дизайна для связанных с энергетикой изделий, включая преобразователи частоты. Директива направлена на повышение энергоэффективности и степени защиты окружающей среды при одновременном увеличении безопасности энергоснабжения. Влияние на окружающую среду связанных с энергией изделий включает потребление энергии в течение всего жизненного цикла изделия.

Знак RCM (Regulatory Compliance Mark) обозначает соответствие требованиям действующих технических стандартов по электромагнитной совместимости (ЭМС). Наличие знака RCM Mark является обязательным условием для поставки электрических и электронных устройств на рынки Австралии и Новой Зеландии. Нормативы RCM Mark относятся только к кондуктивным и излучаемым помехам. Для преобразователей частоты применимы предельные значения излучений, указанные в EN/IEC 61800-3. По запросу может быть предоставлена декларация соответствия.

1.5.3 Соответствие техническим условиям UL

1.6 Техника безопасности

1.6.1 Общие принципы техники безопасности

Преобразователи частоты содержат высоковольтные компоненты и при неправильном использовании могут быть смертельно опасными. Монтаж и эксплуатация этого оборудования должны выполняться только квалифицированным персоналом. Запрещается проводить любые ремонтные работы без предварительного обесточивания преобразователя частоты и без ожидания в течение установленного промежутка времени для рассеяния сохраненной электрической энергии.

Строгое соблюдение мер предосторожности и рекомендаций по технике безопасности обязательны при эксплуатации преобразователя частоты и фильтра.

1.6.2 Квалифицированный персонал

Правильная и надежная транспортировка, хранение, монтаж, эксплуатация и обслуживание необходимы для беспроблемной и безопасной работы фильтра. Монтаж и эксплуатация этого оборудования должны выполняться только квалифицированным персоналом.

1 1

Рисунок 1.2 UL

УВЕДОМЛЕНИЕ

Фильтры VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010 типов 460 В/60 Гц и 600 В/60 Гц зарегистрированы в реестре UL Listed в файле № E134261 (NMMS.E134261).

Квалифицированный персонал определяется как обученный персонал, уполномоченный проводить монтаж, ввод в эксплуатацию и техническое обслуживание оборудования, систем и цепей в соответствии с применимыми законами и правилами. Кроме того, квалифицированный персонал должен хорошо знать инструкции и правила безопасности, описанные в этом руководстве.

ВНИМАНИЕ!

НЕПРАВИЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Неправильная установка фильтра или преобразователя частоты может привести к смерти, серьезной травме или отказу оборудования.

Выполняйте требования, изложенные в этом

•

руководстве по проектированию, и установите фильтр в соответствии с национальными и местными электрическими нормами и правилами.

Введение

VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010

ВНИМАНИЕ!

ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ!

Подключенные к сети переменного тока фильтры находятся под высоким напряжением. Установка, пусконаладка и техобслуживание должны выполняться квалифицированным персоналом; несоблюдение этого требования может привести к летальному исходу или получению серьезных травм.

Установка, пусконаладка и техническое

•

обслуживание должны выполняться только квалифицированным персоналом.

Никогда не выполняйте никакие работы на

•

работающем фильтре.

ВНИМАНИЕ!

ВРЕМЯ РАЗРЯДКИ

В фильтрах VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010 установлены конденсаторы. Конденсаторы могут оставаться заряженными, даже если фильтр отключен от питания. Несоблюдение указанного периода ожидания после отключения питания перед началом обслуживания или ремонта может привести к летальному исходу или серьезным травмам.

1. Остановите преобразователь частоты и электродвигатель.

2. Отключите сеть переменного тока, двигатели с постоянными магнитами и дистанционно расположенные источники питания звена постоянного тока, в том числе резервные аккумуляторы, ИБП и подключения к сети постоянного тока других преобразователей частоты.

3. Перед выполнением любых работ по обслуживанию или ремонту фильтра дождитесь истечения времени, указанного на паспортной табличке, и убедитесь, что конденсаторы полностью разряжены.

4. Перед выполнением любых работ по обслуживанию или ремонту фильтра убедитесь, что напряжение между клеммами фильтра X3.1, X3.2 и X3.3 и между клеммами фильтра X4.1, X4.2 и X4. 3 равно 0.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

ОПАСНОСТЬ ПОРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

При измерении на фильтрах, находящихся под напряжением, соблюдайте действующие национальные правила предотвращения несчастных случаев (например, VBG 4). Электрический монтаж должен выполняться в соответствии с применимыми правилами (например, в отношении поперечных сечений кабелей, предохранителей и соединений защитного заземления). При использовании фильтров с преобразователями частоты без безопасного разъединения от линии питания (до VDE 0100) вся проводка подключения элементов управления должна быть защищена с использованием дальнейших защитных мер (например, с помощью двойной изоляции или экранирования, заземления и изоляции).

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

ГОРЯЧАЯ ПОВЕРХНОСТЬ

При использовании поверхность фильтра становится горячей.

НЕ прикасайтесь к фильтру во время работы.

•

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

ПОВЫШЕННАЯ ТЕМПЕРАТУРА

Перегрев повреждает дроссели фильтра. Для предотвращения перегрева:

Используйте термореле, см.

•

глава 4.2.3 Защита от перегрева.

Выполните немедленный останов или

•

управляемый останов в течение 30 с.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

ЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА

Оснастите системы, в которых фильтры установлены с дополнительными контрольными и защитными устройствами, в соответствии с действующими нормами и правилами безопасности, например, правилами относительно использования технических инструментов и правилами предотвращения несчастных случаев.

Введение Руководство по проектированию

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Несанкционированное снятие необходимых крышек, неправильное использование, неправильная установка или эксплуатация создают риск серьезных травм или материального ущерба.

Во избежание рисков допускайте к работе с

•

VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010 только уполномоченный и квалифицированный персонал.

УВЕДОМЛЕНИЕ

Фильтры, описанные в этом руководстве по проектированию, специально разработаны и протестированы для работы с преобразователями частоты Danfoss, см. глава 1.3.1 Назначение устройства. Danfoss не несет ответственности за использование фильтров с преобразователями частоты других производителей.

УВЕДОМЛЕНИЕ

РЕМОНТ ФИЛЬТРА

К ремонту фильтров VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010 допускается только уполномоченный, квалифицированный персонал Danfoss. Подробнее см. в глава 8 Запасные части.

1 1

УВЕДОМЛЕНИЕ

Ввод в эксплуатацию допускается только при условии соблюдения Директивы по электромагнитной совместимости 2014/30/EU. Фильтры отвечают требованиям Директивы по низковольтному оборудованию 2014/35/EU.

УВЕДОМЛЕНИЕ

Фильтр следует защитить от неподходящих нагрузок, особенно при транспортировке и обращении. Запрещается сгибать компоненты. Не изменяйте расстояния между изоляцией. Избегайте прикосновения к электронным компонентам и контактам.

130BB538.10

Введение в гармоники и их и...

VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010

2 Введение в гармоники и их их подавление

2.1 Гармоники и их подавление

2.1.1 Линейные нагрузки

При питании синусоидальным переменным током чисто резистивная нагрузка (например, лампа накаливания) потребляет синусоидальный ток в фазе с напряжением питания.

Мощность, рассеиваемая нагрузкой равна:

P = U × I

Для реактивных нагрузок (таких как асинхронный двигатель) ток не находится в фазе с напряжением. Вместо этого ток запаздывает относительно напряжения, создавая запаздывающий коэффициент мощности с величиной меньше 1. В случае емкостных нагрузок, ток опережает напряжение, создавая опережающий коэффициент мощности с величиной меньше 1.

В этом случае мощность переменного тока имеет 3 компонента:

Активная мощность (P).

•

Реактивная мощность (Q).

•

Полная мощность (S).

•

Полная мощность равна:

S = U × I

(где S = [кВА], P = [кВт] и Q = [кВАР]).

В случае идеально синусоидального сигнала P, Q и S могут быть выражены как векторы, образующие треугольник:

S2= P2+ Q

Рисунок 2.2 Синусоидальный сигнал

Угол сдвига фаз между током и напряжением равен φ. Коэффициент фазового сдвига – это отношение между активной мощностью (P) и полной мощностью (S):

DPF =

= cos(φ)

Рисунок 2.1 Ток, создающий коэффициент активной мощности

1 2 3 4 5 6 7

130BB539.10

Введение в гармоники и их и... Руководство по проектированию

2.1.2 Нелинейные нагрузки

Нелинейные нагрузки (например, диодные выпрямители) потребляют несинусоидальный ток. На Рисунок 2.3 показан ток, потребляемый 6-импульсным выпрямителем при трехфазном питании.

Несинусоидальная форма колебаний может быть разложена на сумму синусоидальных колебаний с периодами, кратными основной волне.

f (t) =∑ah× sin hω1t

См. Рисунок 2.3.

2 2

Рисунок 2.3 Синусоидальные колебания

Введение в гармоники и их и...

VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010

Целочисленные кратные основной частоты ω1 называются гармониками. Среднеквадратичное значение сигнала несинусоидальной формы (тока или

напряжения) выражается как:

макс.

среднеквадр.

∑

h = 1

(h)

Часто встречается и другой термин, «частичное взвешенное гармоническое искажение» (PWHD). PWHD представляет собой взвешенное гармоническое искажение, содержащее только гармоники между 14-й и 40-й, как показано в следующем определении.

PWHD =

∑

h = 14

× 100 %

Количество гармоник в колебании дает коэффициент искажения или полное гармоническое искажение (THD). THD определяется отношением среднеквадратичного

2.1.3 Влияние гармоник в системе распределения мощности

значения гармонического содержимого к среднеквадратичному значению фундаментальной величины, выраженном в процентах от фундаментальной величины:

THD =

h = 2

макс.

∑

× 100 %

Используя THD, связь между среднеквадратичным значением тока (I

) и основным током I1 может быть

RMS

На Рисунок 2.4 первичная обмотка трансформатора подключена к общей точке нескольких присоединений PCC1, используется источник среднего напряжения. Трансформатор имеет импеданс Z

и питает несколько

xfr

нагрузок. PCC2 – точка соединения всех нагрузок. Каждая нагрузка подключена посредством кабелей, которые имеют импеданс Z1, Z2, Z3.

выражена как:

среднеквадр.

= I1×

1 + THD

То же самое относится и к напряжению.

Коэффициент активной мощности PF (λ):

PF =

В линейной системе коэффициент активной мощности равен коэффициенту фазового сдвига:

PF = DPF = cos φ

В нелинейных системах соотношение между коэффициентом мощности и коэффициентом фазового сдвига равно:

PF =

DPF

1 + THD

Реактивная мощность уменьшает коэффициент мощности и гармонические нагрузки. Низкий коэффициент мощности приводит к высокому эффективному значению тока и более высоким потерям в кабелях питания и трансформаторах.

В контексте качества электроэнергии часто встречается термин «общее искажение при потреблении» (TDD). TDD не характеризует нагрузку, но является системным параметром. TDD выражает текущие гармонические искажения в процентах от максимального потребляемого тока IL.

TDD =

h = 2

макс.

∑

× 100 %

Рисунок 2.4 Малая система распределения

Токи гармоник нелинейных нагрузок вызывают искажение напряжения из-за перепада напряжений на импедансах системы распределения. Чем больше импедансы, тем выше уровни искажения напряжения.

Искажение тока связано с характеристиками аппаратуры и отдельными нагрузками. Искажение напряжения связано с характеристиками системы. Зная только гармоническую характеристику нагрузки, невозможно предсказать искажение напряжения в PCC. Чтобы предсказать искажение в PCC, необходимо знать конфигурацию системы распределения и соответствующие импедансы.

Non-linear

Current Voltage

System

Impedance

Disturbance to

other users

Contribution to

system losses

130BB541.10

Введение в гармоники и их и... Руководство по проектированию

Для описания импеданса сети используется распространенный термин «отношение короткого замыкания» (R мощностью короткого замыкания источника питания в точке PCC (S нагрузки (S

где S

sce

оборуд.

к.з.

питания

Негативное влияние гармоник имеет два аспекта:

•

Рисунок 2.5 Негативное влияние гармоник

). Это отношение между кажущейся

sce

) и номинальной кажущейся мощностью

к.з.

оборуд.

и S

Токи гармоник вносят свой вклад в системные потери мощности (в кабелях и трансформаторе).

Гармоническое искажение напряжения вызывает возмущения и увеличивают потери в других нагрузках.

оборуд.

= U × I

оборуд.

2.2 Стандарты и требования к

подавлению гармоник

Требования к ограничению гармоник могут быть подразделены на следующие категории:

требования конкретных применений

•

требования стандартов, которые необходимо

•

соблюдать.

2.2.1 Требования конкретных применений

Требования, относящиеся к конкретным применениям, связаны с конкретными системами, для которых имеются технические причины стремиться к ограничению гармоник.

Пример

Два двигателя мощностью 110 кВт подключены к трансформатору 250 кВА. Один двигатель подключается напрямую к сети, а другой запитывается через преобразователь частоты. Если двигатель, напрямую подключенный к сети, также подключить через преобразователь частоты, мощности трансформатора будет недостаточно. Чтобы избежать замены трансформатора, необходимо уменьшить гармонические искажения от двух преобразователей частоты,

используя VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/ AHF 010.

2 2

2.2.2 Стандарты подавления гармоник

Существуют различные стандарты, нормативы и рекомендации, касающиеся подавления гармоник. В разных географических районах и разных отраслях применяются различные стандарты. Следует руководствоваться следующими стандартами:

IEC/EN 61000-3-2

•

IEC/EN 61000-3-12

•

IEC/EN 61000-3-4

•

IEC 61000-2-2

•

IEC 61000-2-4

•

IEEE 519

•

G5/4

•

Введение в гармоники и их и...

VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010

Номер стандарта

IEC

61000-3-2

IEC 61000-3-12

IEC 61000-3-4

IEC 61000-2-2/ IEC 61000-2-4

IEEE 519 Рекомендуемые стандартами

Название Сфера действия Замечания

Ограничения эмиссии гармонических составляющих тока (входной ток оборудования ≤ 16 А на фазу).

Ограничивает гармонические составляющие тока, вызываемые оборудованием, подключенным к низковольтным распределительным системам общего пользования, с входным током > 16 A и ≤ 75 A. Ограничения. Ограничение эмиссии гармонических составляющих тока в низковольтных распределительных системах общего пользования для оборудования с номинальным током > 16 A.

Уровни совместимости для низкочастотных кондуктивных помех.

IEEE методы и требования к контролю гармонических искажений в системах электроснабжения.

Оборудование, подключенное к низковольтным распределительным системам общего пользования, с входным током ≤ 16 А на фазу. Оборудование, подключенное к низковольтным распределительным системам общего пользования с входным током > 16 A и ≤ 75 A.

Оборудование с номинальным током > 75 А, подключенное к низковольтной распределительной системе общего пользования.

Определение уровней совместимости для низкочастотных кондуктивных помех в низковольтных системах питания общего пользования (IEC 61000-2-2) и промышленных установках (IEC 61000-2-4). Ограничение искажения напряжения на PCC уровнем TDD 5 % и ограничение максимального гармонического искажения напряжения для индивидуальной частоты уровнем 3 %.

Преобразователи частоты Danfoss соответствуют Классу A. Для профессионального оборудования с общей номинальной мощностью > 1 кВт ограничения отсутствуют. Предельно допустимые уровни излучения оговорены только для систем 230/400 В 50 Гц. Определены требования для отдельных гармоник (5-й, 7-й, 11-й и 13-й), а также для THD1) и PWHD2). Все преобразователи частоты, перечисленные в глава 1.3 Назначение устройства, соответствуют этим ограничениям без дополнительной фильтрации.

Описана трехступенчатая процедура оценки для подключения оборудования к сети электроснабжения общего пользования. Оборудование > 75 A ограничивается этапом 3 «Соединение, основанное на согласованной мощности нагрузки». Энергоснабжающая организация может разрешить подключение оборудования на основе согласованной активной мощности нагрузки, в этом случае будут действовать местные требования энергоснабжающей организации. Производитель должен предоставить сведения об индивидуальных гармониках и значения THD и PWHD. Низкочастотные помехи включают, в числе прочих помех, гармонические искажения. При планировании установок следует учитывать значения, предписанные стандартами.

Изложение целей для проектирования электрических систем, включающих в себя как линейные, так и нелинейные нагрузки. Устанавливаются целевые уровни искажения формы сигнала, а интерфейс между источниками и нагрузками описывается как общая точка нескольких присоединений (PCC). Текущие предельные уровни искажений зависят от отношения ISC/IL, где ISC – это ток короткого замыкания в PCC сети, а IL – это ток при максимальной требуемой нагрузке. Предельные значения приведены для индивидуальных гармоник (до 35-й) и общего искажения при потреблении (TDD). Наиболее эффективным способом соблюдения требований к гармоническим искажениям является подавление гармоник при индивидуальных нагрузках и замер искажений на PCC.

Введение в гармоники и их и... Руководство по проектированию

Номер стандарта

G5/4 Инженерные рекомендации,

Таблица 2.1 Стандарты в отношении подавления гармоник

1) В стандарте IEC/EN 61000-3-12:2011 введены новые определения, согласно которым THD заменяется на THC/I

2) В стандарте IEC/EN 61000-3-12:2011 введены новые определения, согласно которым PWHD заменяется на PWHC/I

Название Сфера действия Замечания

уровни планирования для искажения гармонических напряжений и подключение нелинейного оборудования к системам передачи и распределительным сетям в Великобритании.

Определение для гармонических искажений напряжения уровней планирования, которые будут использоваться в процессе подключения нелинейного оборудования. Описывается процесс установления предельных значений излучения для конкретного заказчика на основе этих уровней планирования.

G5/4 является стандартом уровня системы. Для 400 В уровень планирования THD напряжения составляет 5 % на PCC. Предельные значения для нечетных и четных гармоник в системах 400 В приведены в таблице 2 стандарта. Стандарт описывает 3-этапную процедуру оценки при подключении нелинейного оборудования. Процедура направлена на соблюдение баланса между уровнем детализации в процессе оценки и степенью риска возникновения неприемлемых гармонических искажений напряжения при подключении конкретного оборудования. Соответствие системы, содержащей преобразователи частоты VLT® зависит от конкретной топологии и совокупности нелинейных нагрузок. Для соблюдения требований G5/4 используйте VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010.

ref

2 2

ref

Подавление гармоник

2.3

Существует несколько способов подавления гармоник, вызываемых 6-импульсным выпрямителем преобразователя частоты, и все они имеют свои преимущества и недостатки.

Выбор решения зависит от нескольких факторов.

Сеть (фоновые искажения, асимметрия сети,

•

резонанс, тип источника питания (трансформатор/генератор)).

Применение (профиль нагрузки, количество и

•

размеры нагрузок).

Местные/национальные требования/правила

•

(например, IEEE519, IEC, ER G5/4).

Общая стоимость владения (начальная

•

стоимость, рентабельность, обслуживание).

Стандарты МЭК гармонизированы различными странами или наднациональными организациями. Все вышеупомянутые стандарты МЭК гармонизированы в Европейском союзе обозначены префиксом «EN». Например, европейский стандарт EN 61000-3-2 – это тот же стандарт IEC 61000-3-2. Аналогичная ситуация наблюдается в Австралии и Новой Зеландии, где используются префиксы AS/NZS.

Решения для подавления гармоник могут быть отнесены к следующим категориям:

Пассивные

•

Активные

•

Пассивные решения используют конденсаторы, индукторы или различные их сочетания. Самое простое решение состоит в том, чтобы добавить индукторы/реакторы (обычно на 3–5 %) перед преобразователем частоты. Эта дополнительная индуктивность уменьшает число токов гармоник, создаваемых преобразователем частоты. Более продвинутые пассивные решения имеют схемы фильтрации на основе конденсаторов и индукторов, специально настроенных для устранения гармоник, начиная, например, с 5-й гармоники.

В активных решениях определяется точный ток, подавляющий гармоники в цепи, и затем этот ток генерируется и вводится в систему. Таким образом, активное решение подавляет гармонические возмущения в реальном времени, благодаря чему эти решения становятся эффективными при любом профиле нагрузки. Подробнее об активных решениях Danfoss см.

в Инструкциях по эксплуатации VLT

Low Harmonic Drive

и Инструкциях по эксплуатации VLT® Advanced Active Filter AAF 006.

AHF

Supply Motor

130BB578.11

Frequency converter

AHF-DA-34-400-50-20-A

10 15 20 25 30 35

line

[A]

THDi [%]

0.5

1.5

2.5

3.5

Harmonic current I

[A]

THDi [%]

Harmonic current I

[A]

130BB579.11

Основной принцип работы AHF

VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010

3 Основной принцип работы AHF

3.1 Принцип работы

Пример частичной нагрузки

Преобразователь частоты 18,5 кВт (25 л. с.) установлен в

Фильтр VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010 состоит из основного индуктора L0 и 2-ступенчатой схемы поглощения с индукторами L1 и L2 и конденсаторами C1 и C2. Схема поглощения специально настроена для устранения гармоник, начиная с 5-й

сети 400 В/50 Гц с AHF 010 на 34 A (код типа AHFDA-34-400-50-20-A). Значения в Таблица 3.1 измеряются для токов при различных нагрузках с использованием анализатора

гармонических искажений: гармоники, и рассчитывается под конкретную проектируемую частоту питания. Поэтому схема на 50 Гц имеет другие параметры по сравнению со схемой на 60 Гц.

Рисунок 3.1 Принцип работы

линии

среднекв.

[A] [A] [%]

9,6 9,59 5,45 0,52 15,24 15,09 13,78 2,07 20,24 20,08 12,46 2,5 25,17 25 11,56 2,89 30,27 30,1 10,5 3,15 34,2 34,03 9,95 3,39

Таблица 3.1 Пример токов нагрузки

1) Общее значение тока гармоник расчетное. Зависимость

THDi от нагрузки показана на Рисунок 3.2.

Основной ток

при 50 Гц I1),

среднеквадра

тичный

THDi Общий ток

гармоник Ih,

среднеквадра

тичный

[A]

Фильтры AHF доступны в 2 вариантах с двумя различными уровнями эффективности:

AHF 005 с THDi 5 %.

•

AHF 010 с THDi 10 %.

•

Каждый из 2 вариантов доступен для следующих напряжений:

380–415 В, 50 Гц.

•

380–415 В, 60 Гц.

•

440–480 В, 60 Гц.

•

600 В, 60 Гц.

•

500–690 В, 50 Гц.

•

Рисунок 3.2 Зависимость THDi от нагрузки

AHF 010 обеспечивает эффективность, аналогичную 12импульсным выпрямителям, а AHF 005 – эффективность, аналогичную 18-импульсным выпрямителям.

При частичной нагрузке (15 А) THDi составляет

приблизительно 14 %, а при номинальной нагрузке (34

А) – 10 %. В то же время общий ток гармоник

Эффективность фильтра с точки зрения THDi изменяется в зависимости от нагрузки. При номинальной нагрузке эффективность фильтра оказывается более высокой, чем 10 % THDi для AHF 010 и 5 % THDi для AHF 005.

составляет всего 2,07 А при токе в линии 15 А и 3,39 А

при токе в линии 34 A. Таким образом, THDi является

лишь относительной характеристикой при подавлении

гармоник. Гармоническое искажение напряжения

меньше при частичной нагрузке, чем при номинальной.

При частичной нагрузке THDi имеет более высокие значения. Однако абсолютное значение гармонического тока при частичных нагрузках ниже, несмотря на то, что THDi имеет более высокое значение. Поэтому отрицательный эффект гармоник при частичной нагрузке ниже, чем при полной нагрузке.

0 20 40 60 80 100

THvD 0% THvD 2% THvD 5%

Load [%]

THiD average [%]

130BB580.10

0 20 40 60 80 100

Load [%]

THvD 0% THvD 2% THvD 5%

THiD [%]

130BB581.10

0% unbalance 1% unbalance 2% unbalance 3% unbalance

0 20 40 60 80 100

Load [%]

THiD [%]

130BB582.10

130BB583.10

0 20 40 60 80 1 00

Load [%]

0% unbalance 1% unbalance 2% unbalance 3% unbalance

THiD average [%]

Основной принцип работы AHF Руководство по проектированию

Фоновое искажение

На эффективность фильтров AHF могут влиять такие факторы, как фоновое искажение и асимметрия сети. Конкретные цифры отличаются от фильтра к фильтру, и в Рисунок 3.3 – Рисунок 3.6 показаны типичные рабочие характеристики. Для получения детальных данных используйте инструмент проектирования подавления гармонических искажений, такой как MCT 31 или программное обеспечение для расчета гармоник (HCS).

Конструкция фильтров рассчитана так, чтобы достигать, соответственно, уровней 10 и 5 % THDi с фоновым искажением THDv = 2 %. На практике измерения в типичных условиях сети в установках с преобразователями частоты часто показывают, что эффективность фильтра при фоновым искажении 2 % оказывается несколько лучше. Однако сложность условий сети и сочетание конкретных гармоник не позволяют вывести общее правило для определения эффективности в сети с искажениями. На Рисунок 3.3 и Рисунок 3.4 показаны случаи максимального ухудшения характеристик вследствие фонового искажения.

Эффективность при THDv 10 % не показана. Фильтры

были протестированы и могут работать с THDv 10 %, но

эффективность фильтра при этом не гарантируется.

Эффективность фильтра также ухудшается при

асимметрии питания. Типичные характеристики

показаны на Рисунок 3.5 и Рисунок 3.6.

Рисунок 3.5 AHF 005

3 3

Рисунок 3.3 AHF 005

Рисунок 3.4 AHF 010

Рисунок 3.6 AHF 010

3.1.1 Коэффициент мощности

В условиях отсутствия нагрузки (преобразователь

частоты находится в режиме ожидания) ток

преобразователя пренебрежимо мал, а основной ток,

потребляемый из сети проходит через конденсаторы в

фильтре гармоник. Поэтому коэффициент мощности

близок к емкостному 0. Емкостной ток составляет

приблизительно 25 % от номинального тока фильтра (и

зависит от типоразмера фильтра, типичные значения

составляют 20–25 %). Коэффициент мощности

увеличивается с нагрузкой. Из-за более высокого

значения основного индуктора L0 коэффициент

мощности в VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005

немного выше, чем в VLT® Advanced Harmonic Filter

AHF 010.

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 20 40 60 80 100

Load [%]

True Power Factor

130BB584.10

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 20 40 60 80 100

Load [%]

True Power Factor

130BB585.10

Основной принцип работы AHF

VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010

На Рисунок 3.7 и Рисунок 3.8 показаны типичные значения коэффициента активной мощности на AHF 010 и AHF 005.

По сравнению с многоимпульсными выпрямителями

пассивные фильтры гармоник (такие как VLT® Advanced

Harmonic Filter AHF 005/AHF 010) более устойчивы к

фоновым искажениям и асимметрии питания. Однако

когда речь заходит о работе при частичной загрузке и

коэффициенте мощности, эффективность пассивных

фильтров уступает эффективности активных фильтров.

Подробнее о позиционировании с точки зрения

эффективности различных решений по подавлению

гармоник, предлагаемых Danfoss, см. соответствующие

руководства по подавлению гармоник.

3.2 Энергоэффективность

Рисунок 3.7 AHF 005

Как рассчитывается энергоэффективность см. в

глава 9.1 Энергоэффективность.

Рисунок 3.8 AHF 010

3.1.2 Емкостные токи

Если для конкретной системы требуются более высокий коэффициент мощности при отсутствии нагрузки и уменьшение емкостного тока в режиме ожидания, используйте разъединитель конденсаторов. Контактор отключает конденсатор при нагрузках ниже 20 %.

УВЕДОМЛЕНИЕ

Важно отметить, что конденсаторы нельзя подключать при полной нагрузке или отключать при отсутствии нагрузки.

При проектировании систем, где гармонический фильтр запитывается от генератора, важно учитывать емкостной ток. Емкостной ток может привести к перенапряжению генератора в условиях отсутствия нагрузки и низкой нагрузки. Перенапряжение приводит к увеличению напряжения, которое может превысить допустимый для фильтра и преобразователя частоты уровень. Поэтому в системах с генератором необходимо всегда использовать разъединитель конденсаторов и тщательно продумывать дизайн системы. Подробнее о емкостных токах см. глава 4.2.1.1 Клеммы для разъединителя конденсаторов.

Требования к монтажу Руководство по проектированию

4 Требования к монтажу

4.1 Механический монтаж

4.1.1 Требование по технике безопасности для механического оборудования

ВНИМАНИЕ!

ТЯЖЕЛЫЙ ГРУЗ!

Неуравновешенные грузы могут упасть с высоты или на бок. Несоблюдение правил подъема повышает риск летального исхода, получения серьезных травм или повреждения оборудования.

Запрещается ходить под подвешенным грузом.

•

Обязательно используйте средства индивидуальной защиты.

•

Учитывайте вес устройства и используйте надлежащее подъемное оборудование.

•

Центр тяжести груза может находиться не там, где вы ожидаете. Если не следить за центром тяжести во

•

время подъема и транспортировки, устройство может неожиданно наклониться или упасть. Проверьте, где находится центр тяжести, прежде чем поднимать груз.

При установке фильтра используйте для подъема фильтра подъемные проушины с обеих сторон.

•

Фильтр можно поднимать только за предназначенные для этого проушины. По средней линии шкафов с X3-V3 до X8V3 расположены дополнительные подъемные проушины.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Для подъема фильтров с внешним вентилятором установите крюки в проушинах. Во избежание повреждения вентилятора не пытайтесь использовать траверсы или другие методы с пропусканием оснастки через проушины.

4 4

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Не поднимайте устройство с установленной верхней крышкой комплекта IP 21/NEMA 1. Это может повредить верхнюю крышку или сделать подъем небезопасным.

На Рисунок 4.1 и Рисунок 4.2 показаны рекомендуемые методы подъема для различных типов AHF.

e30bh438.10

e30bh439.10

Требования к монтажу

VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010

Рисунок 4.1 Метод подъема, фильтры с внутренним вентилятором

Рисунок 4.2 Рекомендуемый метод подъема, фильтры с внешним вентилятором

Требования к монтажу Руководство по проектированию

4.1.2 Требования к монтажу

Фильтры поставляются с классом защиты IP20 с возможностью приобретения дополнительного комплекта для переоборудования до IP21/NEMA 1. При установке следуйте рекомендациям для вариантов исполнения с различными классами защиты.

Устанавливайте все фильтры вертикально с

•

клеммами внизу.

Используйте указанные монтажные отверстия и

•

другую релевантную информацию, приведенную в чертежах механической части в глава 7.4.2 Корпуса IP20.

Не устанавливайте фильтр вблизи других

•

нагревающихся элементов или термочувствительных материалов (например, деревянных).

Вверху и внизу необходимо оставить зазоры

•

минимум 150 мм (5,91 дюйма).

Температура поверхности фильтров IP20 не

•

превышает 70 °C (158 °F).

Фильтр может монтироваться вплотную к

•

преобразователю частоты, промежуток между ними не требуется.

Эти требования также действуют в отношении

•

устройств с классом защиты IP20 при переоборудовании с помощью дополнительного комплекта в IP21/NEMA 1.

4.1.3 Рекомендации по установке в

промышленных корпусах

Чтобы избежать подключений, генерирующих высокочастотный шум, обеспечьте минимальное расстояние 150 мм (5,91 дюйма) до:

проводов сетевого питания

•

проводов двигателя, идущих от

•

преобразователя частоты

проводов управления и сигнальные проводов

•

(диапазон напряжений < 48 В).

Для получения низкого импеданса ВЧ-соединения, заземление, экраны и другие металлические соединения (например, монтажные пластины и смонтированные блоки) должны иметь как можно большую поверхность металлического заземления. Используйте провода заземления и выравнивания потенциалов с как можно большим поперечным сечением (минимум 10 мм² (8 AWG)) или толстые заземляющие ленты. Используйте только медные или луженые медные экранированные провода, поскольку стальные экранированные провода не подходят для высокочастотных применений.

Подключите экран металлическими хомутами или

металлическими уплотнениями к шинам выравнивания

потенциалов или соединениям защитного заземления.

Всегда устанавливайте индуктивные переключающие

устройства, такие как реле и магнитные контакторы с

варисторами, резистивно-емкостными цепями или

ограничительный диодами.

4.1.4 Требования к вентиляции и охлаждению

Компактная конструкция фильтров требует принудительного охлаждения циркулирующим воздухом. Поэтому следует обеспечить беспрепятственную циркуляцию воздуха над и под фильтром; для этого соблюдайте минимальные требования к расстояниям между блоками оборудования. Фильтры охлаждаются встроенными вентиляторами, регулируемыми по скорости, а в корпусе фильтра имеются вентиляционные каналы. Вентиляторы и вентиляционные каналы обеспечивают воздушный поток, необходимый для предотвращения перегрева фильтров.

При установке фильтров в щитах или других промышленных корпусах убедитесь, что через щит проходит достаточный поток воздуха, позволяющий снизить риск перегрева фильтра и окружающих компонентов.

Если в том же корпусе устанавливаются другие источники тепла (например, преобразователи частоты), при проектировании охлаждения корпуса также учитывайте тепло, которое они генерируют.

4 4

130BB636.12

130BE655.10

130BE656.10

Требования к монтажу

VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010

4.1.4.1 Требования в отношении IP20 и IP21/NEMA 1

Для направления потока воздуха через зазор между стеной и фильтром установите фильтры на стену. При установке в щитах, где фильтр установлен на рельсах, фильтр охлаждается недостаточно из-за неправильного воздушного потока. Чтобы предотвратить неправильный поток воздуха, закажите заднюю панель (толщина 2 мм

(0,08 дюйма)), показанную на Рисунок 4.4. См. номер для заказа в Таблица 5.12.

Сведения о размерах задней панели см. в глава 7.4.4 Размеры задней панели.

1 Неправильный поток воздуха

Рисунок 4.5 Неправильный поток воздуха

Рисунок 4.3 Правильный воздушный поток без задней панели

1 Задняя панель – толщина 2 мм (0,08 дюйма)

Рисунок 4.4 Правильный воздушный поток с задней панелью

e30be606.10

e30be608.10

Требования к монтажу Руководство по проектированию

Конфигурация вентилятора

В фильтрах VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010 для охлаждения используются вентиляторы, регулируемые по скорости. Вентиляторы получают питание из сети и монтируются внутри или снаружи корпуса. Внешние вентиляторы имеют более крупные размеры. См. глава 7.4 Габаритные и присоединительные размеры.

Существует 2 разных типа вентиляторов, см. Рисунок 4.6 и Рисунок 4.7:

Внутренний вентилятор: стандартный вентилятор, монтируемый внутри корпуса фильтра.

•

Внешний вентилятор: стандартный вентилятор, монтируемый снаружи корпуса фильтра.

•

4 4

Рисунок 4.6 Конфигурация вентилятора, внутренний вентилятор

Рисунок 4.7 Конфигурация вентилятора, внешний вентилятор

УВЕДОМЛЕНИЕ

КОМПЛЕКТ ПЕРЕОБОРУДОВАНИЯ ДО IP21/NEMA 1

Для переоборудования VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010 в версию с классом защиты IP21/NEMA 1 доступен комплект переоборудования. Подробнее см. глава 5.3.1 Комплект переоборудования до IP21/NEMA 1.

X3.1 X3.2 X3.3 X4.1 X4.2 X4.3

X1.1

X1.2

X1.3

X2.1

X2.2

X2.3

A B

91 (L1 96 (U)

97 (V)

98 (W)

92 (L2)

93 (L3)

95 (PE)

01 02

Relay

24V DC

24 - 240V AC

depending on

contactor type

Capacitor

disconnect

(optional)

(24 V)

(coast inverse)

99 (PE)

AHF

VLT

Frequency

converter

Mains

supply

Motor

130BB904.10

Требования к монтажу

VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010

4.2 Электрический монтаж

4.2.1 Клеммы – краткий обзор

VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010 имеет следующие клеммы:

X1.1–X1.3 – клеммы сети питания.

•

X2.1–X2.3 – выходные клеммы для подключения преобразователя частоты.

•

X3.1–X4.3 – дополнительные клеммы для подключения разъединителя конденсаторов.

•

A и B – термореле, подключенное к преобразователю частоты.

•

PE – защитное заземление.

•

Рисунок 4.8 Схема подключения

4.2.1.1 Клеммы для разъединителя конденсаторов

При поставке с завода клеммы для разъединителя конденсаторов шунтированы или закорочены с помощью перемычек. При использовании внешнего контактора следует снять перемычку и использовать реле. Подробнее см.

глава 5.2.1 Контакторы разъединения конденсаторов, глава 5.3.1.2 Комплект переоборудования до IP21/NEMA 1 со встроенной схемой разъединения конденсаторов и Рисунок 5.2.

УВЕДОМЛЕНИЕ

Преобразователь частоты Danfoss может использоваться для управления реле внешнего контактора. Дополнительную информацию см. в глава 6 Программирование.

УВЕДОМЛЕНИЕ

Функция разъединения конденсаторов неприменима в VLT® AutomationDrive FC 301.

Коэффициент мощности VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010 уменьшается по мере уменьшения нагрузки. При отсутствии нагрузки коэффициент мощности равен 0, а конденсаторы производят опережающий по фазе ток приблизительно равный 25 % от номинального тока фильтра. В системах, где такой реактивный ток неприемлем, отсоедините конденсаторную батарею на клеммах X3.1, X3.2, X3.3 и X4.1, X4, X4.3.

По умолчанию (на момент поставки) проводка закорачивает клеммы X3.1 и X4.1, X3.2 и X4.2, X3.3 и X.4.3. Если не требуется использовать разъединитель конденсаторов, не трогайте эти закороченные клеммы.

24 V DC

24 – 240 V AC

X 1.1 X1.2 X1.3 X2 .1 X2. 2 X2.3

X3.1 X 3.2 X 3.3 X4.1 X4.2 X4. 3

AHF 1

X1.1 X1.2 X1.3 X2.1 X2.2 X2.3

X3.1 X 3.2 X3.3 X4.1 X4.2 X4.3

AHF 2

To frequency converter

relay output

depending on contactor type

To frequency converter digital input

130BB638.11

Требования к монтажу Руководство по проектированию

Если разъединитель конденсаторов требуется, разместите 3-фазный контактор между клеммами X3 и X4. Рекомендуется использовать контакторы AC3, см. глава 5.2.1 Контакторы разъединения конденсаторов. Комплект переоборудования до IP21/NEMA 1 со встроенной схемой разъединения конденсаторов доступен в качестве опции, см. глава 5.3.1 Комплект переоборудования до IP21/NEMA 1.

Параллельное подключение AHF

Существует возможность параллельной работы двух фильтров с использованием как разъединителя конденсаторов, так и термореле. Подключите проводку соответствии с Рисунок 4.9.

4 4

Рисунок 4.9 Параллельное использование AHF в сочетании с разъединителем конденсаторов

УВЕДОМЛЕНИЕ

Запрещено использовать 1 общий 3-полюсный контактор с параллельными фильтрами.

УВЕДОМЛЕНИЕ

Чтобы уменьшить влияние импеданса на кабель, кабель между фильтром и контактором разъединителя конденсаторов должен быть как можно более коротким. Максимально допустимая длина кабеля между фильтром и контактором – 2 м (6,6 фута).

Повышение напряжения

AHF сконструирован таким образом, чтобы при интеграции в цепь преобразователя частоты обеспечить минимально возможные потери и сохранение полного напряжения постоянного тока. Цель этой конструкции – обеспечить полное напряжение постоянного тока при номинальной нагрузке, см. B на Рисунок 4.10. Поддержание полного напряжения цепи постоянного тока при номинальной нагрузке обеспечивает лишь незначительное повышение напряжения в условиях низкой нагрузки и лишь незначительное падение напряжения в условиях перегрузки. Повышение напряжения при низкой нагрузке (A на Рисунок 4.10) составляет около 5 %, а падение напряжения при перегрузке (C на Рисунок 4.10) составляет несколько процентов. На Рисунок 4.10 для преобразователя частоты показаны вносимые потери в зависимости от нагрузки.

УВЕДОМЛЕНИЕ

Повышение напряжения приводит к тому, что когда конденсаторы не разъединены напряжение на клеммах преобразователя частоты будет на 5 % выше, чем напряжение на входе фильтра. Учтите эту ситуацию при проектировании установки. Уделите особое внимание системам с напряжением 690 В, где допустимое отклонение напряжения преобразователя частоты снижается до +5 %, если не используется разъединитель конденсаторов.

DC-link voltage [%]

100

Load [%]

130BE888.10

150/160

Требования к монтажу

VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010

УВЕДОМЛЕНИЕ

Используйте кабели, соответствующие местным стандартам.

Рекомендации по проводке при параллельном подключении фильтров

Если входной ток преобразователя частоты, поступающий из сети питания, превышает номинальный

А Состояние низкой нагрузки или режим ожидания.

Без разъединения конденсаторов имеет место повышение напряжения примерно на 5 %. Если конденсаторы разъединены, повышение напряжения может быть уменьшено.

B Условие номинальной нагрузки. AHF

оптимизирован под полное напряжение цепи постоянного тока преобразователя частоты при номинальных нагрузках.

C Условие перегрузки. В условиях высокой

перегрузки происходит падение напряжения на несколько процентов.

Рисунок 4.10 Вносимые потери для преобразователя частоты в зависимости от нагрузки

ток самого большого фильтра гармоник, несколько фильтров гармоник можно подключить параллельно для получения необходимого номинального тока, см. глава 7.1 Общие технические требования.

1. Подключите напряжение питания к клеммам X1.1, X1.2 и X1.3 фильтров.

2. Подключите клеммы питания L1, L2 и L3 преобразователя частоты к клеммам X2.1, X2.2 и X2.3 фильтров.

4.2.3 Защита от перегрева

Фильтры VLT® Advanced Harmonic Filter AHF 005/AHF 010 оснащены гальванически изолированным переключателем (PELV). При нормальных рабочих условиях переключатель замкнут. При перегреве фильтра переключатель размыкается.

УВЕДОМЛЕНИЕ

Переключать контактор допустимо только при уровне менее 20 % от выходной мощности. Перед повторным подключением подождите минимум 25 секунд, чтобы дать конденсаторам разрядиться. Подробнее см.

глава 6 Программирование.

УВЕДОМЛЕНИЕ

Не используйте функцию разъединения конденсаторов, если к одному фильтру подключены несколько преобразователей частоты.

4.2.2 Проводные подключения

При подключении проводки см. также Рисунок 4.8.

1. Подключите напряжение питания к клеммам X1.1, X1.2 и X1.3.

2. Подключите клеммы питания L1, L2 и L3 преобразователя частоты к клеммам X2.1, X2.2 и X2.3 фильтра.

Рекомендации по параллельному подключению преобразователей частоты

При подключении нескольких преобразователей частоты к одному фильтру гармоник метод подключения аналогичен описанному выше. Подключите клеммы питания L1, L2 и L3 преобразователя частоты к клеммам X2.1, X2.2 и X2.3 фильтра.

Каждый фильтр имеет 3 тепловых реле, установленных последовательно в каждой группе индукторов. При температуре выше 140 °C (284 °F) переключатели размыкаются.

УВЕДОМЛЕНИЕ

Во избежание повреждения фильтра, вызванного перегревом, необходимо использовать встроенное термореле. Чтобы предотвратить повреждение фильтра, запустите немедленный останов или контролируемое замедление в течение максимум 30 с.

УВЕДОМЛЕНИЕ

ВОЗМОЖНЫЙ НЕДОСТАТОЧНЫЙ ВОЗДУШНЫЙ ПОТОК

Если реле повторно активируется, это, вероятно, вызвано недостаточным потоком воздуха через фильтр.

Оцените воздушный поток и условия

•

установки.

Убедитесь, что впуск или выпуск вентилятора

•

не заблокированы.

Проверьте, исправен ли вентилятор.

•

Проверьте, исправны ли средства управления

•

вентилятором.

+ 118 hidden pages